Question

认真观察下列装置，回答下列问题：

（1）装置B中PbO₂上发生的电极反应方程式为

 

．
（2）装置A中总反应的离子方程式为

 

．
（3）若装置E中的目的是在Cu材料上镀银，则X为

 

，极板N的材料为

 

．若装置E的目的是验证金属的电化学防腐，则极板N的材料为

 

．
（4）当装置A中Cu电极质量改变6.4g时，装置D中产生的气体体积为

 

L（标准状况下）．

Answer 1

考点：原电池和电解池的工作原理

专题：电化学专题

分析：（1）B和C装置形成原电池，铅作负极，二氧化铅作正极，正极上二氧化铅得电子和硫酸根离子反应生成硫酸铅；
（2）A连接电源，则A是电解池，左边Pt作阴极，右边Cu作阳极，阳极上Cu放电，阴极上氢离子放电；
（3）电镀时，镀层作阳极，镀件作阴极，电解质溶液中阳离子和镀层金属相同；若装置E的目的是验证金属的电化学防腐，阳极用惰性电极；
（4）根据转移电子守恒计算生成气体的体积．

解答： 解：（1）B和C装置形成原电池，铅作负极，二氧化铅作正极，原电池放电时，正极上二氧化铅得电子和硫酸根离子反应生成硫酸铅，发生还原反应，电极反应式为：PbO₂+2e^-+4H⁺+SO₄^2-═PbSO₄+2H₂O，
故答案为：PbO₂+2e^-+4H⁺+SO₄^2-═PbSO₄+2H₂O；
（2）A连接电源，则A是电解池，左边Pt作阴极，右边Cu作阳极，阳极上Cu放电，阴极上氢离子放电，装置A中总反应的离子方程式为Cu+2H⁺

通电  .

Cu²⁺+H₂↑，
故答案为：Cu+2H⁺

通电  .

Cu²⁺+H₂↑；
（3）镀时，镀层作阳极，镀件作阴极，电解质溶液中阳离子和镀层金属相同，若装置D的目的是在某镀件上镀银，则X为硝酸银溶液，N作阳极，应该是银，若装置E的目的是验证金属的电化学防腐，则极板N的材料为惰性电极（或石墨等不溶性惰性材料），被保护的金属连接电源阴极，
故答案为：AgNO₃； Ag；惰性电极（或石墨等不溶性惰性材料）；
（4）当装置A中Cu电极质量改变6.4g时，n（Cu）=0.1mol，则转移0.2mol电子，装置D中n（NaCl）=0.1mol，
阳极首先发生2Cl-2e^-=Cl₂↑、其次发生4OH-4e^-=2H₂O+O₂↑，则阳极首先生成0.05molCl₂，其次生成0.025molO₂，
阴极只发生2H⁺+2e^-=H₂↑，生成0.1molH₂，则总共生成0.175mol气体，体积为0.175mol×22.4L/mol=3.92L，
故答案为：3.92．

点评：本题考查了原电池和电解池原理，为高频考点，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，明确离子放电顺序是解本题关键，难点是电极反应式的书写，难度中等．